特許6224611IP Force 特許公報全文掲載

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関連出願の相互参照
本出願は2011年11月29日に出願された米国仮特許出願第61/564,553号に基づく優先権を主張し、同仮特許出願の全文が、あらゆる目的のため本明細書に組み込まれる。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

最近では、グルコマンナンは軟骨細胞培養用の複合スキャフォールドとして、および軟骨再生用の注射可能なスキャフォールドとして研究されている(Kondo et al. J Tissue Eng Regen Med. 2009 3:361〜7)。この調査の結果、細胞が培養され、ゲル内に懸濁物として凝集しうるコンニャクグルコマンナン/ヒアルロン酸ヒドロゲルの製造がなされた。しかしながら、ティッシュエンジニアリングでの用途を意図した多孔質スキャフォールドとしてグルコマンナンを開発することはまだ検討されていない。 本発明は、斬新にも、細胞増殖を促進する性質を有し、三次元的な細胞培養およびティッシュエンジニアリングならびにin vivoでの組織再生、たとえば骨の再生に用いる新規の生体材料スキャフォールドとして有用なグルコマンナン微孔性マトリックスを提供する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

塩基性グルコマンナンスキャフォールドを中和するとき、その中和されたグルコマンナンスキャフォールドが三次元的(3D)な細胞培養およびティッシュエンジニアリングのマトリックスとして有用であることが明らかになっている。中和されたグルコマンナンスキャフォールドは細胞の効率的な増殖に適するpH、そして酸素や栄養素、発現産物、細胞老廃物の拡散を可能にする多孔構造を有する。本発明の中和グルコマンナンスキャ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】グルコマンナンスキャフォールドおよびヒト間葉系幹細胞(hMSC)の走査型電子顕微鏡像(表面トポロジー)を示す図である。水の昇華後のグルコマンナンゲルの表面(A)および内部構造(B)ならびにグルコマンナンスキャフォールドに播種されたhMSC(C、D)を示している。

【図2】ポリ−L−リシン(PLL)がhMSCの接着性に及ぼす影響を示す図である。PLLはゲル化前のグルコマンナン混合物に添加した。得られたスキャフォールドに対し、hMSCは対照と比較して有意に高い接着性を示した(p<0.05)。

【図3】図3aおよび図3bは、グルコマンナンスキャフォールド内で培養したhMSCの生物発光を示す図である。ホタルルシフェラーゼを発現しているhMSCを対照またはPLLで処理したグルコマンナンスキャフォールドに播種し、1週間ごとに撮影した。対照のスキャフォールド内で培養した細胞では生物発光の強度が時間とともに増大した。一方、グルコマンナンスキャフォールド内で培養したhMSCは播種した位置に拘束され、生物発光の増大を示さなかった。

【図4】グルコマンナンスキャフォールド内でのhMSCの組織構造を示す図である。グルコマンナンスキャフォールド内で培養したhMSCをヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。細胞播種前のグルコマンナンスキャフォールドは全体的に多孔構造[200〜300μm]を呈した(A)。播種後、細胞は様々な形態を呈し、構造を形成した(B〜D)(倍率10倍)。

【図5】ビメンチンおよびサイトケラチンの発現を示す図である。培養プレート上で培養したすべてのhMSCでビメンチンが強く発現していた(B)が、サイトケラチンは発現していなかった(A)。グルコマンナンスキャフォールドに播種した細胞ではビメンチンが発現していた(D、Cはアイソタイプコントロール)。不定形の内腔の周囲に存在する細胞でサイトケラチンが強く発現しており、これらの内腔を覆う平坦な細胞ではビメンチンとサイトケラチンとの両方が発現していた(E、F)。

【図6】グルコマンナンスキャフォールドの酵素消化を示す図である。rhMSCを播種したグルコマンナンスキャフォールドを0.5、5.0および50単位/mlのセルラーゼまたはβ−マンナナーゼで消化し、スキャフォールドから遊離した細胞をトリプシン処理したうえでその数を計測した。セルラーゼとともにインキュベートしたスキャフォールドではすべての濃度で細胞の効率的な遊離が認められた。一方β−マンナナーゼは、高濃度で用いた場合は不十分な数の細胞しか得られなかったのに対し、0.5単位/mlではセルロースと同程度の結果を示した(C)。遊離した細胞凝集塊を洗浄し、終夜培養した(A)。細胞の増殖が認められた(B)。倍率は10倍、インサートは20倍。

【図7】グルコマンナンスキャフォールドに播種したhMSCの骨芽細胞への分化を示す図である。rhMSCをグルコマンナンスキャフォールドに播種し、骨芽細胞分化誘導培地の存在下または非存在下で培養したものを、抗ヒトオステオポンチン抗体および抗ヒト骨シアロタンパク質II(BSP II)抗体で染色した。誘導培地を添加したhMSCではオステオポンチンとBSP IIとの両方が発現していた。誘導培地を添加しなかった細胞ではBSP IIが発現を開始していた。Von Kossa染色では誘導培地を添加しなかったスキャフォールドと添加したスキャフォールドの両方に無機質の沈着が認められた。倍率は10倍。

【図8】グルコマンナンスキャフォールド内でCD34+造血細胞と共培養したhMSCの走査型電子顕微鏡像を示す図である。hMSCをグルコマンナンスキャフォールドに播種し、CD34+造血細胞と共培養した。CD34+細胞によるhMSCへの接着がSEM像に認められた(A〜D)。hMSCは細孔を「架橋する」性質を示した(B)。

【図9】加工前および加工後のグルコマンナンスキャフォールドを示す図である。この画像は実施例1の一部であってもよい。ナイフ、生検パンチのうちいずれか一方を用い、ある種の椎骨の一形状(右上)や細胞および培養容器に適合する様々な形状へとグルコマンナンスキャフォールドを加工した。本発明のスキャフォールドが各種の器官系を模した様々な形状に加工しうるという構想を実証したひとつの例をこの図は与えている。

【図10】中和グルコマンナンスキャフォールドとヒト幹細胞とを用いて製造した三次元的な骨状構造体の肉眼写真を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

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